sinh nhóm β-lactam phổ rộng
a) Đặc điểm các gen mã hóa của VKĐR KKS nhóm β-lactam phổ rộng
Thời gian qua, các nghiên cứu dịch tễ học phân tử về VKĐR KKS nhóm β-lactam phổ rộng tập trung nhiều về phân tích hệ gen và sự lan truyền của các VK này giữa người, động vật nuôi và môi trường. Hầu hết các chủng này có chứa các enzym chủ yếu trên nhiễm sắc thể, được tạo ra ở mức độ thấp và tùy theo loài. Sự cảm ứng của các enzym nhóm C trên nhiễm sắc thể này là cephalosporinase kháng lại các cephalosporin thế hệ 3 và các KS nhóm β- lactam phổ rộng. Sự xuất hiện của các β-lactamase nhóm A do cảm ứng có vai trò giống như penicillinase hoặc cephalosoprinase. Các enzym do pladmid quy định như TEM 1 - SHV 1 dễ dàng lan truyền giữa các loài với nhau. Sự gia tăng tổng hợp các enzym do nhiễm sắc thể và plasmid quy định làm gia tăng khả năng kháng lại các KS cephalosporin thế hệ 3[3]. Ngày nay các
nghiên cứu đã tìm thấy hơn 300 chủng VK sinh men ESBL phổ rộng, trong đó các chủng VK sinh men ESBL phổ rộng mang gen mã hóa TEM, SHV, CTX- M và OXA là chủ yếu. Các gen đa kháng thuốc này được truyền chủ yếu qua plasmid, transposons và intergrons. Các gen này có thể truyền ngay giữa các họ vi khuẩn gram âm dẫn đến sự lan truyền nhanh chóng đặc tính đề KKS [98].
Gen mã hóa TEM: là loại enzym β-lactam thường được tìm thấy trong VK E. coli, K. pneumoniae và cũng được tìm thấy ở các loài khác của VK gram âm khác với tần số ngày càng tăng. Các axit amin thay thế ở vị trí 104, 164, 238, 240 và sinh ra các kiểu hình ESBL, nhưng ESBL phổ rộng thường có nhiều hơn một sự thay thế amino acid. Dựa trên sự kết hợp khác nhau của các thay thế amino acid, hiện có 170 loại gen mã hóa TEM được ghi nhận và các dạng phát sinh gen TEM mới đều là các biến thể của TEM-1. [170].
Gen mã hóa SHV: được tìm thấy sau loại gen TEM; SHV-1 có đến 68% các axit amin giống với TEM-1 và có một cấu trúc tổng thể gần giống nhau. Các SHV-1 β-lactam thường được tìm thấy trong K. pneumoniae. ESBL trong nhóm này cũng có những thay đổi axit amin phổ biến nhất tại các vị trí 238 và 240. Hiện nay có đến 120 loại SHV được tìm thấy và tất cả đều bắt nguồn từ SHV -1, trong đó SHV-5 và SHV-12 là một trong những gen mã hóa phổ biến nhất [138][170].
Gen mã hóa CTX-M: Các gen này được đặt tên riêng vì các tác động lớn của chúng đối với cefotaxim hơn so với chất oxyimino-beta-lactam khác (ví dụ, ceftazidim, ceftriaxon, hoặc cefepim). Thay vì phát sinh do đột biến, nhóm này đại diện cho việc các plasmid thu nhặt lại của các gen sản sinh enzym β-lactam thường được tìm thấy trên các nhiễm sắc thể của loài
Kluyvera. Nhóm gen này không có sự liên quan chặt chẽ đến TEM hoặc SHV. Chúng chủ yếu được tìm thấy trong các chủng Salmonella enterica serovar
Typhimurium và E. coli, nhưng cũng đã được mô tả trong các loài khác của
Enterobacteriaceae [84]. Gen này được phát hiện lần đầu tiên ở vi khuẩn E. coli từ Munich- Đức vào năm 1989 và chúng thủy phân cefotaxim hơn so với ceftazidim, do đó tên CTX-M (cefotaximase, Munich). Hiện nay đã biết đến hơn 90 kiểu gen CTX-M. Loại gen này được phân làm 5 nhóm dựa trên sự tương đồng về các amino acid [170].
Gen mã hóa OXA: Đây là gen mã hóa khác với gen mã hóa TEM và SHV về cấu trúc phân tử và chức năng. Chúng đề kháng với ampicillin, cephalothin; hoạt động thủy phân mạnh oxacillin, cloxacillin; ít bị ức chế bởi acid clavulanic. Trong khi hầu hết các ESBL được tìm thấy ở E. coli, K. pneumoniae và các vi khuẩn khác thuộc họ Enterobacteriaceae, thì OXA được tìm thấy chủ yếu ở P. aeruginosa [78][135].
b) Các phương pháp phát hiện vi khuẩn sinh ESBL
Khi VK sinh ESBL sẽ có hiện tượng đa đề kháng KS hoặc giảm nhạy cảm với các KS nhóm β-lactam invitro do đó Viện Tiêu chuẩn Lâm sàng và Phòng xét nghiệm (CLSI) khuyến cáo sàng lọc VK sinh ESBL qua một số KS chỉ điểm tốt và phổ biến như: ceftazidim, cefotaxim, ceftriaxon, cefpodoxim, cefepim và aztreonam.
Mục đích: hầu hết sử dụng CAZ và CTX để tìm ESBL do CAZ có khả năng chỉ điểm phát hiện các ESBL có nguồn gốc từ TEM, SHV, còn CTX được xem là chỉ điểm tốt để phát hiện các ESBL có nguồn gốc từ CTX - M.
Nguyên lý chung: Các ESBL đều bị ức chế bởi các chất ức chế β- lactamase như axit clavulanic, sulbactam, tazobactam. Từ đó dựa vào các chất ức chế nói trên kết hợp với KS chỉ điểm để phát hiện sinh ESBL [76]
Phương pháp phát hiện
- Bước 1 xét nghiệm sàng lọc: Bước này nhằm kiểm tra sự đề kháng hoặc giảm nhạy cảm KS của chủng VK bằng cách sử dụng một hay nhiều
cephalosporin chỉ điểm, nhờ đó phát hiện các chủng có thể có ESBL. Các KS được khuyên dùng để thử nghiệm các chủng thuộc họ Enterobacteriae là cefpdoxim, ceftazidim, aztreonam, cefotaxim và ceftriaxon. Nếu đường kính vòng vô khuẩn nhỏ hơn hoặc bằng điểm gãy (BP: Breakpoint) của một trong những KS ở trên thì có thể chỉ điểm chủng VK sinh ESBL. Khi đó, sẽ làm tiếp bước 2. Các phương pháp được áp dụng của bước 1 là khuyếch tán trên thạch hoặc pha loãng KS. [126].
Bước 2 xét nghiệm xác định: Các chủng nghi ngờ sinh ESBL trong bước 1 sẽ được làm xét nghiệm xác định ESBL dựa vào tìm kiếm sự cộng hưởng giữa oxymino - cephalosporin và clavulanate. Nhờ đó phân biệt các chủng ESBL (cộng hưởng dương) khỏi các chủng KKS vì nhiều lý do khác (cộng hưởng âm); vì clavulanate có tác dụng ức chế ESBL. Các phương pháp được áp dụng: Phương pháp của Jarlier (1988); Jacoby và Han (1996); theo chỉ dẫn của CLSI và sử dụng các kít thương mại như E-test® (AB Biodisk, Thụy Điển), Vitek ESBL (Biomerieux, USA), BD Phoenix, Becton Dickinson Biosciences (Sparks, Md) [138][170].